【技術實現步驟摘要】
本申請涉及船舶安全，尤其涉及一種船舶液壓系泊裝置的初始預緊力控制方法及系統。
技術介紹
1、船舶在靠泊時，通常通過系纜繩固定在系纜樁上，以限制船舶的移動。這種方法在實際操作中非常廣泛，但由于船舶在系泊過程中常常會受到風、浪、潮流等外界因素的影響，甚至還可能受到其他船只靠泊或離港的干擾，導致系泊纜繩承受的應力分布不均勻，進而可能引發纜繩斷裂或船舶位移等系泊事故。這些事故不僅會造成設備或財產損失，嚴重時甚至可能危及人身安全。隨著現代水路運輸業的不斷發展，船舶的體積和載重能力顯著增加，系泊事故的風險和頻率也在上升。
2、利用可調節控制閥開度的液壓系泊裝置維持外部干擾下纜繩系泊張力的恒定是一種有效的方法。液壓系泊裝置初始預緊力的計算是開展液壓系泊裝置控制研究的基礎。一方面，應保持較大的初始預緊力以提升船舶系泊的穩定性，降低外部干擾下船舶的移動。另一方面，應保證初始預緊力不超過一定范圍，以防止外部干擾下液壓系泊裝置超調引發的系泊裝置損壞或斷纜事故。然而現有技術中對于液壓系泊裝置的初始預緊力研究較少。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術的目的在于：提供一種船舶液壓系泊裝置的初始預緊力控制方法及系統，以提高船舶系泊的安全性和可靠性。
2、為實現上述目的，本申請實施例的一方面提出了一種船舶液壓系泊裝置的初始預緊力控制方法，應用于液壓系泊裝置，所述液壓系泊裝置包括控制閥，包括以下步驟：
3、計算船舶系泊纜繩的外部干擾力數據，根據所述外部干擾力數據確定
4、計算所述液壓系泊裝置的張力調節范圍，通過天牛須算法根據所述張力調節范圍和所述外部干擾力峰值，計算得到目標預緊力；
5、根據所述液壓系泊裝置的裝置參數和所述目標預緊力，計算得到所述控制閥的控制閥初始開度；
6、根據所述控制閥初始開度對所述液壓系泊裝置進行初始預緊力控制。
7、在一些實施例中，所述計算船舶系泊纜繩的外部干擾力數據，根據所述外部干擾力數據確定外部干擾力峰值，具體包括：
8、獲取所述液壓系泊裝置的初始預緊力和當前預緊力；
9、對所述當前預緊力和所述初始預緊力進行減法運算，得到所述外部干擾力數據；
10、確定所述外部干擾力數據中的最大值和最小值，得到所述外部干擾力峰值。
11、在一些實施例中，所述液壓系泊裝置包括柱塞杠，所述計算所述液壓系泊裝置的張力調節范圍，具體包括：
12、獲取所述柱塞杠的第一輸出壓力值、第二輸出壓力值以及工作面積；
13、根據所述第一輸出壓力值、所述第二輸出壓力值以及所述工作面積，計算得到所述張力調節范圍；
14、所述張力調節范圍通過下式計算得到：
15、d＝[p1a,p0a]
16、其中，d表示所述張力調節范圍，p1表示所述第一輸出壓力值，p0表示所述第二輸出壓力值，a表示所述工作面積。
17、在一些實施例中，所述通過天牛須算法根據所述張力調節范圍和所述外部干擾力峰值，計算得到目標預緊力，具體包括：
18、根據所述張力調節范圍和所述外部干擾力峰值，設置目標函數；
19、通過所述天牛須算法根據所述目標函數，計算得到所述目標預緊力。
20、在一些實施例中，所述外部干擾力峰值包括第一外部干擾力和第二外部干擾力，所述目標函數為：
21、f(xj)＝min[(p0a-xj-ed,max),(xj-p1a+ed,min)]
22、其中，xj表示所述液壓系泊裝置的輸出張力，ed,max表示所述第一外部干擾力，ed,min表示所述第二外部干擾力，p1表示第一輸出壓力值，p0表示第二輸出壓力值，a表示工作面積。
23、在一些實施例中，所述通過所述天牛須算法根據所述目標函數，計算得到所述目標預緊力，具體包括：
24、根據所述張力調節范圍，設置所述天牛須算法的初始求解空間；
25、根據所述初始求解空間計算得到求解空間中心點，并確定隨機生成方向和搜索空間；
26、根據所述求解空間中心點、所述隨機生成方向以及所述搜索空間，計算得到第一觸角位置和第二觸角位置；
27、根據所述搜索空間、所述第一觸角位置以及所述第二觸角位置，對所述求解空間中心點進行更新，以使所述目標函數取得最大值；
28、確定迭代終止條件，根據所述迭代終止條件停止更新，得到所述目標預緊力。
29、在一些實施例中，所述控制閥初始開度通過下式計算得到：
30、
31、其中，opt,t＝0表示t時刻的所述控制閥初始開度，avt,t＝0表示初始時刻的目標控制閥流通面積，av,max表示控制閥最大流通面積，ft,0表示所述目標預緊力，rs表示所述控制閥的控制閥半徑，φ表示所述控制閥的閥芯半錐角，p1表示第一輸出壓力值，p0表示第二輸出壓力值，cg為重量選擇系數。
32、為實現上述目的，本申請實施例的另一方面提出了一種船舶液壓系泊裝置的初始預緊力控制系統，包括：
33、外部干擾力峰值確定模塊，用于計算船舶系泊纜繩的外部干擾力數據，根據所述外部干擾力數據確定外部干擾力峰值；
34、目標預緊力計算模塊，用于計算所述液壓系泊裝置的張力調節范圍，通過天牛須算法根據所述張力調節范圍和所述外部干擾力峰值，計算得到目標預緊力；
35、控制閥初始開度計算模塊，用于根據所述液壓系泊裝置的裝置參數和所述目標預緊力，計算得到所述液壓系泊裝置的控制閥初始開度；
36、初始預緊力控制模塊，用于根據所述控制閥初始開度對所述液壓系泊裝置進行初始預緊力控制。
37、為實現上述目的，本申請實施例的另一方面提出了一種電子設備，所述電子設備包括存儲器、處理器、存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的程序以及用于實現所述處理器和所述存儲器之間的連接通信的數據總線，所述程序被所述處理器執行時實現如前面所述的船舶液壓系泊裝置的初始預緊力控制方法。
38、為實現上述目的，本申請實施例的另一方面提出了一種存儲介質，所述存儲介質為計算機可讀存儲介質，用于計算機可讀存儲，所述存儲介質存儲有一個或者多個程序，所述一個或者多個程序可被一個或者多個處理器執行，以實現如前面所述的船舶液壓系泊裝置的初始預緊力控制方法。
39、本專利技術的有益效果是：本專利技術的船舶液壓系泊裝置的初始預緊力控制方法及系統，首先計算船舶系泊纜繩的外部干擾力數據，根據外部干擾力數據確定外部干擾力峰值，進而計算液壓系泊裝置的張力調節范圍，并通過天牛須算法根據張力調節范圍和外部干擾力峰值，計算得到目標預緊力，接著根據液壓系泊裝置的裝置參數和目標預緊力，計算得到液壓系泊裝置的控制閥初始開度，最后根據控制閥初始開度對液壓系泊裝置進行初始預緊力控制。本專利技術以液壓系泊裝置安全余量最大為目標，通過天牛須算法計算目標預緊力，進而根據目標預緊本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種船舶液壓系泊裝置的初始預緊力控制方法，其特征在于，應用于液壓系泊裝置，所述液壓系泊裝置包括控制閥，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種船舶液壓系泊裝置的初始預緊力控制方法，其特征在于，所述計算船舶系泊纜繩的外部干擾力數據，根據所述外部干擾力數據確定外部干擾力峰值，具體包括：
3.根據權利要求1所述的一種船舶液壓系泊裝置的初始預緊力控制方法，其特征在于，所述液壓系泊裝置包括柱塞杠，所述計算所述液壓系泊裝置的張力調節范圍，具體包括：
4.根據權利要求1所述的一種船舶液壓系泊裝置的初始預緊力控制方法，其特征在于，所述通過天牛須算法根據所述張力調節范圍和所述外部干擾力峰值，計算得到目標預緊力，具體包括：
5.根據權利要求4所述的一種船舶液壓系泊裝置的初始預緊力控制方法，其特征在于，所述外部干擾力峰值包括第一外部干擾力和第二外部干擾力，所述目標函數為：
6.根據權利要求4所述的一種船舶液壓系泊裝置的初始預緊力控制方法，其特征在于，所述通過所述天牛須算法根據所述目標函數，計算得到所述目標預緊力，具體包括：
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